物理學(xué)院STAR實驗組在熱密核物質(zhì)相變研究中取得新進(jìn)展

華大在線訊（通訊員 王棣）日前，物理學(xué)院羅曉峰教授課題組在高能重離子碰撞實驗中研究高溫高密核物質(zhì)相變的實驗研究中取得新進(jìn)展。課題組與來自美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）、加州大學(xué)戴維斯分校、日本筑波大學(xué)及印度國家科學(xué)教育研究所的科研人員合作，利用相對論重離子對撞機(RHIC)產(chǎn)生的高能原子核束流進(jìn)行對撞實驗，探究了核物質(zhì)在高溫高密度狀態(tài)下強子物質(zhì)和夸克膠子等離子相的相變現(xiàn)象。該研究于2023年2月24日發(fā)表在國際權(quán)威物理雜志《物理評論快報》上。研究成果的主要貢獻(xiàn)者包括我校羅曉峰教授及其博士后張宇，我校作為主要貢獻(xiàn)單位。

該實驗研究分析了高能重離子對撞機自2010年起近十年采集的海量的實驗數(shù)據(jù)，對凈質(zhì)子數(shù)分布的高階累積矩進(jìn)行測量。實驗測量發(fā)現(xiàn)，0-40%中心碰撞的六階累積矩(C6/C2)隨著碰撞能量的降低逐漸變?yōu)樨?fù)值，但在最低碰撞能量3 GeV時變?yōu)檎?。實驗觀測到的負(fù)的六階累積矩以及各階次的層級(hierarchy)現(xiàn)象與從第一性原理出發(fā)的格點QCD的計算結(jié)果相符合，揭示出高能核碰撞中熱化夸克膠子等離子體已經(jīng)形成且強子相和夸克物質(zhì)相為平滑穿越。最低能量與高能量在測量值和符號都顯示出明顯差異，意味著熱密核物質(zhì)狀態(tài)方程發(fā)生了明顯的改變，3-20 GeV將是第二階段能量掃描搜尋QCD相變臨界點的重點能區(qū)。

RHIC-STAR是基于美國布魯克海文國家實驗室相對論重離子對撞機上STAR實驗的大型國際合作組，由來自13個國家67個單位的706位科研人員組成。該工作得到國家自然科學(xué)基金委重大項目、優(yōu)青項目、科技部重點研發(fā)項目及中國博士后基金資助。

附論文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.082301

（審讀人：俞云偉）